内容正文:
专题12 电学实验
一、实验题
1.(2024·广东·三模)某实验小组测未知电阻时,先用多用电表进行粗测,再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)首先用多用电表粗测的电阻,当用“”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用 (填“”或“”)挡,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图甲所示,其读数为 ;
(2)采用“伏安法”测量该未知电阻,现有器材如下:
A.蓄电池(电动势为,内阻约为)
B.电流表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电压表(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器,允许通过的最大电流
F.滑动变阻器,允许通过的最大电流
G.开关一个、带夹子的导线若干
①为使测量准确且通过的电流能从0开始变化,上述器材中,应该选用的电流表是 ,滑动变阻器是 (填写选项前字母代号);
②根据所选用的实验器材,在虚线框中画出伏安法测电阻的完整电路图。( )
2.(2024·广东惠州·三模)把铜片和锌片相隔1cm插入一个苹果中,就可以制成一个水果电池。小明同学用水果电池给一个规格为“2.5V,0.5A”的小灯泡供电,发现虽然逐渐增加水果电池串联的数量,但小灯泡依旧几乎不发光。于是小明利用如下器材测量水果电池的电动势和内阻,探究小灯泡不发光的原因。
A.一个水果电池
B.电流表A(0-0.6mA,内阻250Ω)
C.电压表V(0-3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器R(最大阻值2000Ω)
E.开关一个,导线若干
(1)小明利用电流表和电压表更准确地测量“苹果电池”的电动势和内阻,应该选择的实验电路是图中的 (选填“(a)”或“(b)”)。
(2)选择正确的电路后由实验数据作出的U-I图像如图所示,由图像可求得电源电动势为 V,内电阻为 Ω(结果保留三位有效数字)。
(3)根据(2)中测量的结果可知,小灯泡几乎不发光的原因是 。
3.(2024·广东东莞·三模)某研究性学习小组想测定一电池的电动势 E(约为 1.5V)和内阻 r(约为 0.5Ω),要求测量结果尽量准确,实验室提供的器材如下:
A.电流表(量程为 0.6A,内阻为 0.2Ω);
B.电压表(量程为 1.5V,内阻约为 1.5KΩ);
C.滑动变阻器(最大阻值 500Ω,额定电流为 1A);
D.滑动变阻器(最大阻值为 20Ω,额定电流为 2A);
E.开关、导线若干。
(1)为了方便和更准确地完成实验,滑动变阻器应选择 。(填仪器前的字母序号)
(2)实验中的电路图应选用下图中的 (填“甲”或“乙”)。
(3)选择合适的实验仪器和电路图进行实验,得到一条实验数据拟合线如图丙所示,则该电池的电动势为E ( )V(保留 3 位有效数字),内阻为r ( )Ω(保留 2 位有效数字)。
4.(2024·山东青岛·三模)实验小组根据实验室提供的器材,设计实验方案测量长度为l的中空圆柱形金属工件的电阻率。实验室提供的器材有:
A.电源E(电动势为4.5V,内阻未知)
B.电压表(量程3V,内阻为2kΩ)
C.电压表(量程3V,内阻约为2kΩ)
D.变阻箱R(0~9999.9Ω)
E.定值电阻R0:10Ω、100Ω、1kΩ、10kΩ各一个
F.游标卡尺(20分度)
G.开关一个,导线若干
(1)组员们用游标卡尺测量金属工件的外径d1和内径d2。使用前检查发现主尺和游标尺的零刻度线不能对齐,如图甲。组员们决定仍然使用该尺进行测量,其中测量内径时,把结构图乙中的部件 (选填“a”“b”“c”或“d”)紧贴圆柱形金属工件测量内径,记录此时游标卡尺示数为 mm(图丙),修正后内径d2= mm。
(2)为了满足测量要求,实验小组设计图丁实验方案测量工件的电阻,其中电压表V1是器材中的 (选填器材前的字母符号),V2是器材中的另外一只电压表,定值电阻R0选用 Ω。
(3)闭合开关,调节电阻箱阻值,记录每个阻值对应的电压表V1的示数U1和电压表V2的示数U2;根据数据作出图像,斜率为k,如图戊,不计电压表V2的分流影响,此工件的电阻率为 (使用题中所给物理量的符号表示);
(4)考虑电压表V2的分流影响,应用此方法测得的电阻率 (选填“偏大’“偏小”或“等于”)。
一、实验题
5.(2024·河南商丘·三模)某同学要将量程为0~1V的电压表V的量程扩大为0~3V。他先用半偏法测出电压表V1的内阻,然后进行改装,最后再用一标准电压表V2对改装后的电压表进行校准。
(1)利用半偏法测电压表Vl的内阻。可供选择的器材有:待测电压表、滑动变阻器R1(0~20Ω)、电阻箱R2,电源、两个单刀单掷开关和若干导线。该同学设计了如图(a)所示的电路图,正确连线后进行如下操作:
①把滑动变阻器R1的滑片滑到a端,闭合开关S2,并将电阻箱R2的阻值调到最大;
②闭合开关S1,调节滑动变阻器R1的滑片位置,使电压表V1的指针指到满偏刻度;
③保持开关S1闭合,滑动变阻器R1滑片的位置不变,断开开关S2,调整电阻箱R2的阻值,当电阻箱R2的阻值如图(b)所示时电压表V1示数为0.5V。
由此可得,电压表V1的内阻为 Ω;该测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(2)利用电阻箱R2对电压表V1进行改装。需将电阻箱R2与电压表V1 (填“串联”或“并联”),并且将电阻箱R2调至 Ω。
(3)用标准电压表V2与改装后的电压表并联进行校准。当电压表V2示数为1.5V时,电压表V1示数为0.48V,则电阻箱R2的阻值应调至 Ω(结果保留1位小数)。
6.(2024·北京大兴·三模)实验室有一粗细均匀的电阻丝,
(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值:当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,应换用 挡(填“×1Ω”或“×100Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图1所示,则金属丝阻值约为 Ω。
(2)某同学设计如图2所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝,金属夹P夹在电阻丝上,沿电阻丝移动金属夹,改变接入电路的电阻丝长度。
实验提供的器材有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A(量程0~100mA);
电阻箱R(0~99.99Ω);
开关、导线若干。
实验操作步骤如下:
a.用螺旋测微器测出电阻丝的直径D;
b.根据所提供的实验器材,设计2如图所示的实验电路;
c.调节电阻箱使其接入电路的电阻值最大,将金属夹夹在电阻丝某位置上;
d.闭合开关S,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
e.改变P的位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表再次满偏;
f.重复多次,记录每一次的R和L数据。
①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D,示数如图3所示,读数为 mm。
②用记录的多组R和L的数据,绘出了如图4所示图线,截距分别为和,则电阻丝的电阻率表达式ρ= 。(用题中已知量的字母表示)
③分析说明电流表的内阻对本实验结果是否有影响 。
7.(2024·江西南昌·三模)某同学利用灵敏电流计设计了一个电路来测量某定值电阻的阻值(约为).所用实验器材如下:
A.电压表(,内阻约为);
B.电压表(,内阻约为);
C.电流表(,内阻约为);
D.电流表(,内阻约为);
E.电流计G(,内阻约为);
F.电阻箱;
G.电源E(,内阻很小)
(1)为了较准确地测量电阻,电压表应选 (选填“A”或“B”),电流表应选 (选填“C”或“D”);
(2)为方便实验调节,闭合开关S前电阻箱应调整至 ;
(3)闭合开关S后,调节电阻箱的阻值,当电流计读数为零时,分别读取并记录电阻箱阻值R、电压表读数U和电流表读数I,则待测电阻的测量值为 ;(用题目给出的物理量表示)
(4)考虑电表内阻影响,待测电阻的测量值 真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”).
8.(2024·安徽合肥·三模)某实验小组根据实验室提供的器材设计了如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。实验室提供的器材有:灵敏电流计G(量程0~1mA,内阻约为);电压表V(量程0~3V,内阻未知);电阻箱(0~);电阻箱(0~);旧干电池一节;开关和单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)请根据电路图甲将图乙中实物连接完整。
(2)先测量灵敏电流计的内阻。断开、,将电阻箱、的阻值调到最大,将合向1,再闭合,调节使电流计的指针偏转较大,记录这时电流计的示数、电压表的示数,电阻箱接入电路的电阻值,则电流计的内阻 ;若测得电流计的内阻为,要将电流计改装成量程为2V的电压表,应将电阻箱接入电路的电阻值调为 ;
(3)将电流计改装成2V的电压表后,电阻箱接入电路的电阻保持不变,将合向2,多次调节电阻箱,记录每次电阻箱接入电路的电阻R及对应的电流计的示数,作出图像,若图像的斜率为k,纵截距为b,则电池的电动势 ,内阻 。(用、、k、b表示)
一、实验题
9.(2024·四川泸州·三模)国锂电池产能占全世界60%以上,某同学对一块锂电池的电动势Ex和内阻rx非常感兴趣,设计了如图甲所示的电路图。图中R1和R2为电阻箱(0~999.9Ω),S1和S2为开关,E0为干电池(电动势为1.5V,内阻未知);G是灵敏电流计。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲将乙图中的实物连接成完整电路 ;
(2)闭合开关S1和S2,调节两电阻箱,当G表示数为零时,记录下电阻箱的阻值为R1和R2,则有 (用R1、R2和rx表示)
(3)闭合开关S1和S2,改变两电阻箱阻值,当G表示数重新为零时,记录下电阻箱的阻值为和;
(4)某次实验、、、,由此可测出Ex= ,rx= 。
10.(2024·广东·三模)某兴趣小组利用磁敏电阻设计了一款测量磁感应强度大小的磁场测量仪,其中磁敏电阻的阻值RB随磁感应强度B的变化规律如图甲所示,磁场测量仪的工作原理电路图如图乙所示,提供的器材有:
A.磁敏电阻RB(工作范围为0~1.5T)
B.电源(电动势为3V,内阻很小)
C.电流表(量程为5.0mA,内阻不计)
D.电阻箱RC(最大阻值为9999.9Ω)
E.定值电阻R1(阻值为30Ω)
F.定值电阻R2(阻值为300Ω)
G.开关,导线若干
(1)电路连接:按照图乙所示连接实验电路,定值电阻R应选用 (填“R1”或“R2”)。
(2)按下列步骤进行调试:
①闭合开关S1,将电阻箱RC调为1300.0Ω,然后将开关S2向 (填“a”或“b”)端闭合,将电流表此时指针对应的刻度线标记为 T(结果保留两位有效数字);
②逐步减小电阻箱RC的阻值,按照图甲将电流表的“电流”刻度线标记为对应的“磁感应强度”值;
③将开关S2向另一端闭合,测量仪即可正常使用。
(3)用调试好的磁场测量仪进行测量,当电流表的示数为2.5mA时,待测磁场的磁感应强度为 T(结果保留两位有效数字)。
(4)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,这将导致磁感应强度的测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
试卷第2页,共33页
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专题12 电学实验
一、实验题
1.(2024·广东·三模)某实验小组测未知电阻时,先用多用电表进行粗测,再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)首先用多用电表粗测的电阻,当用“”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用 (填“”或“”)挡,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图甲所示,其读数为 ;
(2)采用“伏安法”测量该未知电阻,现有器材如下:
A.蓄电池(电动势为,内阻约为)
B.电流表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电压表(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器,允许通过的最大电流
F.滑动变阻器,允许通过的最大电流
G.开关一个、带夹子的导线若干
①为使测量准确且通过的电流能从0开始变化,上述器材中,应该选用的电流表是 ,滑动变阻器是 (填写选项前字母代号);
②根据所选用的实验器材,在虚线框中画出伏安法测电阻的完整电路图。( )
【答案】 “” 12.0 B F
【详解】(1)[1]用多用电表测电阻丝的阻值,当用“”挡时发现指针偏转角度过大,说明被测电阻很小,应该换用小量程电阻挡,用“”挡;
[2]指针静止时指在如图甲所示刻度,读数为12.0,乘挡位“”,所以是;
(2)①[3]题意可知,电源电动势为,电压表量程,而待测电阻约为,则电流最大约为
故不能选用量程为的电流表,故电流表选。
故选;
[4]滑动变阻器总阻值太大不方便调节,故滑动变阻器应选用最大阻值较小的。
故选;
②[5]由于电压表内阻远大于金属管线的电阻,电流表应采用外接法;为使通过的电流从0开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,完整电路图如图所示
2.(2024·广东惠州·三模)把铜片和锌片相隔1cm插入一个苹果中,就可以制成一个水果电池。小明同学用水果电池给一个规格为“2.5V,0.5A”的小灯泡供电,发现虽然逐渐增加水果电池串联的数量,但小灯泡依旧几乎不发光。于是小明利用如下器材测量水果电池的电动势和内阻,探究小灯泡不发光的原因。
A.一个水果电池
B.电流表A(0-0.6mA,内阻250Ω)
C.电压表V(0-3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器R(最大阻值2000Ω)
E.开关一个,导线若干
(1)小明利用电流表和电压表更准确地测量“苹果电池”的电动势和内阻,应该选择的实验电路是图中的 (选填“(a)”或“(b)”)。
(2)选择正确的电路后由实验数据作出的U-I图像如图所示,由图像可求得电源电动势为 V,内电阻为 Ω(结果保留三位有效数字)。
(3)根据(2)中测量的结果可知,小灯泡几乎不发光的原因是 。
【答案】 (b) 1.00 750 见解析
【详解】(1)[1]电流表内阻已知,电流表的分压值可准确计算得出,为更准确地测量“苹果电池”的电动势和内阻,应将电流表外接,应选择的实验电路是图中的(b)。
(2)[2]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
由图像可求得电源电动势为
[3]图像斜率的绝对值为
内电阻为
(3)[4]根据(2)中测量的结果可知,小灯泡几乎不发光的原因是水果电池的电动势小,内阻比灯泡电阻大很多,尽管多个水果电池串联,输出的电压也远小于灯泡额定电压,回路中的电流远小于额定电流。
3.(2024·广东东莞·三模)某研究性学习小组想测定一电池的电动势 E(约为 1.5V)和内阻 r(约为 0.5Ω),要求测量结果尽量准确,实验室提供的器材如下:
A.电流表(量程为 0.6A,内阻为 0.2Ω);
B.电压表(量程为 1.5V,内阻约为 1.5KΩ);
C.滑动变阻器(最大阻值 500Ω,额定电流为 1A);
D.滑动变阻器(最大阻值为 20Ω,额定电流为 2A);
E.开关、导线若干。
(1)为了方便和更准确地完成实验,滑动变阻器应选择 。(填仪器前的字母序号)
(2)实验中的电路图应选用下图中的 (填“甲”或“乙”)。
(3)选择合适的实验仪器和电路图进行实验,得到一条实验数据拟合线如图丙所示,则该电池的电动势为E ( )V(保留 3 位有效数字),内阻为r ( )Ω(保留 2 位有效数字)。
【答案】 D 乙 1.48 0.44
【详解】(1)[1]由于电源电动势较小,实验时便于操作和减小误差,滑动变阻器使用限流式接法,则选择最大阻值为20Ω的D即可。
(2)[2]由于使用电流表的内阻为已知,因此电流表用外接的方式,所以实验中的电路图应选用图乙。
(3)[3]由闭合电路的欧姆定律可得
由上式可知,由图像的纵轴截距可得电池的电动势为
[4]图像的斜率大小为
可得
4.(2024·山东青岛·三模)实验小组根据实验室提供的器材,设计实验方案测量长度为l的中空圆柱形金属工件的电阻率。实验室提供的器材有:
A.电源E(电动势为4.5V,内阻未知)
B.电压表(量程3V,内阻为2kΩ)
C.电压表(量程3V,内阻约为2kΩ)
D.变阻箱R(0~9999.9Ω)
E.定值电阻R0:10Ω、100Ω、1kΩ、10kΩ各一个
F.游标卡尺(20分度)
G.开关一个,导线若干
(1)组员们用游标卡尺测量金属工件的外径d1和内径d2。使用前检查发现主尺和游标尺的零刻度线不能对齐,如图甲。组员们决定仍然使用该尺进行测量,其中测量内径时,把结构图乙中的部件 (选填“a”“b”“c”或“d”)紧贴圆柱形金属工件测量内径,记录此时游标卡尺示数为 mm(图丙),修正后内径d2= mm。
(2)为了满足测量要求,实验小组设计图丁实验方案测量工件的电阻,其中电压表V1是器材中的 (选填器材前的字母符号),V2是器材中的另外一只电压表,定值电阻R0选用 Ω。
(3)闭合开关,调节电阻箱阻值,记录每个阻值对应的电压表V1的示数U1和电压表V2的示数U2;根据数据作出图像,斜率为k,如图戊,不计电压表V2的分流影响,此工件的电阻率为 (使用题中所给物理量的符号表示);
(4)考虑电压表V2的分流影响,应用此方法测得的电阻率 (选填“偏大’“偏小”或“等于”)。
【答案】(1) 7.65 7.50
(2) B 1k
(3)
(4)不变
【详解】(1)[1]测量内径应使用内测量爪,故选a;
[2]游标卡尺的读数为主尺刻度与游标尺刻度之和,所以游标卡尺的示数为
[3]修正后内径为
(2)[1]由于电压表V1与电阻R0串联,所以电压表V1的内阻已知,故选B;
[2]由于电源电动势为4.5V,而电压表V1的量程为3V,所以串联的电阻R0的阻值为
(3)根据欧姆定律可得
整理可得
根据电阻定律可得
联立可得
(4)考虑电压表V2的分流影响,根据欧姆定律有
整理可得
图像的斜率为
与电压表内阻无关,测得电阻值不变,电阻率不变。
一、实验题
5.(2024·河南商丘·三模)某同学要将量程为0~1V的电压表V的量程扩大为0~3V。他先用半偏法测出电压表V1的内阻,然后进行改装,最后再用一标准电压表V2对改装后的电压表进行校准。
(1)利用半偏法测电压表Vl的内阻。可供选择的器材有:待测电压表、滑动变阻器R1(0~20Ω)、电阻箱R2,电源、两个单刀单掷开关和若干导线。该同学设计了如图(a)所示的电路图,正确连线后进行如下操作:
①把滑动变阻器R1的滑片滑到a端,闭合开关S2,并将电阻箱R2的阻值调到最大;
②闭合开关S1,调节滑动变阻器R1的滑片位置,使电压表V1的指针指到满偏刻度;
③保持开关S1闭合,滑动变阻器R1滑片的位置不变,断开开关S2,调整电阻箱R2的阻值,当电阻箱R2的阻值如图(b)所示时电压表V1示数为0.5V。
由此可得,电压表V1的内阻为 Ω;该测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(2)利用电阻箱R2对电压表V1进行改装。需将电阻箱R2与电压表V1 (填“串联”或“并联”),并且将电阻箱R2调至 Ω。
(3)用标准电压表V2与改装后的电压表并联进行校准。当电压表V2示数为1.5V时,电压表V1示数为0.48V,则电阻箱R2的阻值应调至 Ω(结果保留1位小数)。
【答案】(1) 835.4 大于
(2) 串联 1670.8
(3)1572.5
【详解】(1)(1)③[1]利用“半偏法”测电阻时,当被测电压表半偏时与之串联的电阻箱的阻值为电压表内阻的测量值,由图(b)可知电压表V1的内阻为835.4Ω。
[2]由于电阻箱的接入,测量电路部分的总电阻增大,分得的电压增大,导致电阻箱的阻值大于被测电压表的阻值,因此测量值大于真实值。
(2)[1]要想扩大电压表V1的量程至0~3V,需要将电阻箱R2与之串联。
[2]根据串联分压有
解得
R2=1670.8Ω
(3)用标准电压表V2与改装后的电压表并联进行校准,当电压表V2示数为1.5V时,电压表V2示数为0.48V,此时电阻箱分得的电压为1.02V,设电压表V1的真实阻值为,根据串联分压有
再根据
联立,解得
R2=1572.5Ω
6.(2024·北京大兴·三模)实验室有一粗细均匀的电阻丝,
(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值:当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,应换用 挡(填“×1Ω”或“×100Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图1所示,则金属丝阻值约为 Ω。
(2)某同学设计如图2所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝,金属夹P夹在电阻丝上,沿电阻丝移动金属夹,改变接入电路的电阻丝长度。
实验提供的器材有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A(量程0~100mA);
电阻箱R(0~99.99Ω);
开关、导线若干。
实验操作步骤如下:
a.用螺旋测微器测出电阻丝的直径D;
b.根据所提供的实验器材,设计2如图所示的实验电路;
c.调节电阻箱使其接入电路的电阻值最大,将金属夹夹在电阻丝某位置上;
d.闭合开关S,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
e.改变P的位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表再次满偏;
f.重复多次,记录每一次的R和L数据。
①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D,示数如图3所示,读数为 mm。
②用记录的多组R和L的数据,绘出了如图4所示图线,截距分别为和,则电阻丝的电阻率表达式ρ= 。(用题中已知量的字母表示)
③分析说明电流表的内阻对本实验结果是否有影响 。
【答案】(1) ×1Ω 10
(2) 0.512/0.511/0.513 无影响
【详解】(1)[1][2]选择开关拨到“×10Ω”倍率测量时,发现指针偏角过大,说明相对于所选倍率电阻丝的阻值较小,应换用×1Ω挡,换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图1所示,则金属丝阻值约为
(2)①[1]螺旋测微器的精确值为,由图可知电阻丝的直径为
②[2]由题意可知,电流表每次满偏时,电路外电阻相同,则有
整理可得
可得图像斜率绝对值为
解得
③[3]根据上面分析可知,电流表的内阻对图像的斜率无影响,所以电流表的内阻对本实验结果无影响。
7.(2024·江西南昌·三模)某同学利用灵敏电流计设计了一个电路来测量某定值电阻的阻值(约为).所用实验器材如下:
A.电压表(,内阻约为);
B.电压表(,内阻约为);
C.电流表(,内阻约为);
D.电流表(,内阻约为);
E.电流计G(,内阻约为);
F.电阻箱;
G.电源E(,内阻很小)
(1)为了较准确地测量电阻,电压表应选 (选填“A”或“B”),电流表应选 (选填“C”或“D”);
(2)为方便实验调节,闭合开关S前电阻箱应调整至 ;
(3)闭合开关S后,调节电阻箱的阻值,当电流计读数为零时,分别读取并记录电阻箱阻值R、电压表读数U和电流表读数I,则待测电阻的测量值为 ;(用题目给出的物理量表示)
(4)考虑电表内阻影响,待测电阻的测量值 真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”).
【答案】(1) A C
(2)6
(3)
(4)等于
【详解】(1)[1][2]电源电压为3V,电压表应选A;待测阻值约为20Ω,则电流约为
电流表应选C。
(2)根据实验原理可知,为使电流计读数为零,应满足
解得
(3)当电流计读数为零时,待测电阻Rx的测量值为
(4)由于电流计读数为零,则电流表和电压表示数均代表待测电阻两端的电压和电流,所以待测电阻Rx的测量值等于真实值。
8.(2024·安徽合肥·三模)某实验小组根据实验室提供的器材设计了如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。实验室提供的器材有:灵敏电流计G(量程0~1mA,内阻约为);电压表V(量程0~3V,内阻未知);电阻箱(0~);电阻箱(0~);旧干电池一节;开关和单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)请根据电路图甲将图乙中实物连接完整。
(2)先测量灵敏电流计的内阻。断开、,将电阻箱、的阻值调到最大,将合向1,再闭合,调节使电流计的指针偏转较大,记录这时电流计的示数、电压表的示数,电阻箱接入电路的电阻值,则电流计的内阻 ;若测得电流计的内阻为,要将电流计改装成量程为2V的电压表,应将电阻箱接入电路的电阻值调为 ;
(3)将电流计改装成2V的电压表后,电阻箱接入电路的电阻保持不变,将合向2,多次调节电阻箱,记录每次电阻箱接入电路的电阻R及对应的电流计的示数,作出图像,若图像的斜率为k,纵截距为b,则电池的电动势 ,内阻 。(用、、k、b表示)
【答案】(1)见解析
(2) 1951
(3)
【详解】(1)
(2)[1]电流计的内阻为
[2]由公式
可解得
(3)[1]根据闭合电路欧姆定律有
变形得
由题意,
解得
[2]由上一答题空公式可知
一、实验题
9.(2024·四川泸州·三模)国锂电池产能占全世界60%以上,某同学对一块锂电池的电动势Ex和内阻rx非常感兴趣,设计了如图甲所示的电路图。图中R1和R2为电阻箱(0~999.9Ω),S1和S2为开关,E0为干电池(电动势为1.5V,内阻未知);G是灵敏电流计。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲将乙图中的实物连接成完整电路 ;
(2)闭合开关S1和S2,调节两电阻箱,当G表示数为零时,记录下电阻箱的阻值为R1和R2,则有 (用R1、R2和rx表示)
(3)闭合开关S1和S2,改变两电阻箱阻值,当G表示数重新为零时,记录下电阻箱的阻值为和;
(4)某次实验、、、,由此可测出Ex= ,rx= 。
【答案】 见解析 6.5V
【详解】(1)[1]如图
(2)[2]当G表示数为零时
得
(3)[3][4]把
E0=1.5V
代入
联立得
10.(2024·广东·三模)某兴趣小组利用磁敏电阻设计了一款测量磁感应强度大小的磁场测量仪,其中磁敏电阻的阻值RB随磁感应强度B的变化规律如图甲所示,磁场测量仪的工作原理电路图如图乙所示,提供的器材有:
A.磁敏电阻RB(工作范围为0~1.5T)
B.电源(电动势为3V,内阻很小)
C.电流表(量程为5.0mA,内阻不计)
D.电阻箱RC(最大阻值为9999.9Ω)
E.定值电阻R1(阻值为30Ω)
F.定值电阻R2(阻值为300Ω)
G.开关,导线若干
(1)电路连接:按照图乙所示连接实验电路,定值电阻R应选用 (填“R1”或“R2”)。
(2)按下列步骤进行调试:
①闭合开关S1,将电阻箱RC调为1300.0Ω,然后将开关S2向 (填“a”或“b”)端闭合,将电流表此时指针对应的刻度线标记为 T(结果保留两位有效数字);
②逐步减小电阻箱RC的阻值,按照图甲将电流表的“电流”刻度线标记为对应的“磁感应强度”值;
③将开关S2向另一端闭合,测量仪即可正常使用。
(3)用调试好的磁场测量仪进行测量,当电流表的示数为2.5mA时,待测磁场的磁感应强度为 T(结果保留两位有效数字)。
(4)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,这将导致磁感应强度的测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)R2
(2) a 1.5
(3)1.2
(4)偏大
【详解】(1)当磁感应强度为零时,磁敏电阻的阻值为
为了保护电流表,定值电阻R的最小阻值为
故定值电阻R应选用R2。
(2)[1]闭合开关S1,将电阻箱RC调为1300.0Ω,开关S2应向a端闭合;
[2]由图甲可知,当磁敏电阻的阻值为1300Ω时,磁感应强度为
故将电流表此时指针对应的刻度线标记为1.5T。
(3)当电流表的示数为2.5mA时,磁敏电阻的阻值为
由图甲可知待测磁场的磁感应强度为1.2T。
(4)由于电源的电动势略微变小,内阻变大,导致测得的电流值偏小,磁敏电阻的阻值偏大,由图像知这将导致磁感应强度的测量结果偏大。
试卷第2页,共33页
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